一个串联电路.有一个灯泡L,不计温度对灯丝电阻的影响,电源电压保持不变,当接入一个6v6w的灯泡L1时闭合开关.原灯泡L正常发光,把L1拿下来,在接入6v8w的灯泡L2时,闭合开关,灯泡L亮度变-------,L2实际功率-----------8W.为什么?要有解析.
问题描述:
一个串联电路.有一个灯泡L,不计温度对灯丝电阻的影响,电源电压保持不变,当接入一个6v6w的灯泡L1时
闭合开关.原灯泡L正常发光,把L1拿下来,在接入6v8w的灯泡L2时,闭合开关,灯泡L亮度变-------,L2实际功率-----------8W.为什么?要有解析.
答
原灯泡L正常发光,6v6w
说明电源电压为6V。
那么接入6v8w的灯泡L2时,闭合开关,由于工作电源为额定值6V,同样的工作电压下,因为L2的额定功率大,所以L2的光电转换能力就高。即灯泡L2相对于L1亮度变亮。
答
因为接入L1时正常发光,所以接入L1时路端电压为6V;根据P=U^2/R可得R=U^2/P,两灯泡额定电压相等,L2功率较大,可知L2电阻较小,电源输出功率P=(R/(R+r) * E )^2 / R
整理得P=E^2/(R+2r+(r^2/R)),其中r为电源内阻,R为灯泡电阻,由基本不等式可知当R等于r时电源输出功率最大,当R接近r时电源输出功率变大,因为r很小,L1电阻为6欧,换成L2后电阻变小,更接近r,所以换成L2后电源输出功率变大,所以灯泡L变亮,因为换成L2电阻小,分得的电压必然小于6V,所以L2的实际功率小于8W
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答
接入L1,L正常发光,即UL=额定,当换接L2,L2灯电阻6²/8小于L1电阻6²/6Ω,所以回路电流增大,L灯变得“更亮”,L2灯端电压降低,实际功率”小于“8W.